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如果宇宙真的在膨胀,那么人类是怎么知道的?

 博惛疑昧 2020-09-13

从“天圆地方”到“地心说”,从神创论到牛顿发现万有引力定律和物体的运动定律,计算出行星的轨道,描绘宇宙样貌,人类从来没有停止过关于宇宙的思考与探究。

科学家们一直非常致力于寻找宇宙到底是从何而来,宇宙起源是否真的来源于奇点大爆炸,一直是人们争相讨论的话题。科学界有一种论调称:从宇宙大爆炸开始,整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部份,而不是由于任何斥力的作用。

但是,经过不断地推算,当我们发现:地球上的人类犹如宇宙中的尘埃时,我们又是怎么知道它在膨胀的呢?也许下面几点可以帮你了解这个问题。

红色和蓝色偏移

众所周知,光既具有波动特性,又具有粒子特性(波粒二象性)。我们所看到的光取决于光电磁振荡的波长。在光谱的一测呈现为“红色”波-长波,另一测则是“蓝紫色”波-短波。

当移动振荡源时,我们就能观察到多普勒效应。当振荡源逐渐远离我们时,其波长就会增加;当振荡源逐渐靠近我们时,其波长就会减少。在有光线存在的情况下,红光(远离时)和蓝光(接近时)就会有变化。正是由于多普勒效应,我们对宇宙的观察将不太停留在肉眼范围,而是可以从光学角度去研究。

哈勃的发现

借助前面介绍的概念,就不难理解哈勃去测量他所发现的星系的红色和蓝色的位移情况。他预计,它将是一个大致相等的星系数目,其中,光线会转移到红色或蓝色的一侧,即:在他看来,宇宙中的星系正在“无序”地移动着。然而,令他感到惊讶的是,他注意到,几乎所有的星系都正在远离我们。

然后,哈勃注意到,我们附近的星系比遥远的星系有更小的红移。于是他定义了一个公式,称为哈勃定律,即:星系之间的距离越大,则视向速度就越大。当然,这一切也多亏了这个哈勃望远镜,所以,我们可以得出这样的结论:宇宙不仅在膨胀,而且还在加速膨胀!

虽然,我们还不明白这种加速的来源是什么,但是为了理解这一点,我们仍旧再追寻新的理论。恒星的光波强弱,来解释宇宙是膨胀还是收缩,并没有背离科学逻辑。不过,这个观测过程,需要一个累积持续过程,才能够更加证实宇宙正在膨胀的真相。

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